目錄
《21世紀先進制造技術叢書》序
前言
第1章 緒論 1
1.1 并聯(lián)機床的應用發(fā)展 1
1.2 并聯(lián)機床動力學及控制研究狀況 6
1.2.1 冗余機床動力學優(yōu)化方法 6
1.2.2 冗余機床動力學參數(shù)辨識方法 7
1.2.3 并聯(lián)機床的控制 8
1.3 本書的主要內(nèi)容 10
參考文獻 12
第2章 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床的性能分析 17
2.1 引言 17
2.2 運動學分析 17
2.3 冗余機床工作空間 21
2.3.1 位置工作空間 21
2.3.2 姿態(tài)工作空間 23
2.4 靈巧度分析 25
2.5 奇異性 26
2.5.1 微分運動分析 26
2.5.2 奇異位形分析方法 27
2.5.3 驅(qū)動冗余對正運動學奇異位形的影響 28
2.5.4 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床奇異性 29
2.6 剛性分析 32
2.6.1 力雅可比矩陣 32
2.6.2 剛度評價指標 33
2.6.3 驅(qū)動冗余對機構(gòu)剛度的影響 36
2.6.4 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床剛度性能 36
參考文獻 39
第3章 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床的運動學標定 41
3.1 引言 41
3.2 運動學標定原理 41
3.3 辨識方程 43
3.3.1 辨識方程的簡化 43
3.3.2 最少參數(shù)線性組合的誤差建模方法 44
3.3.3 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床外部標定的誤差建模 47
3.4 測量 52
3.4.1 最少參數(shù)線性組合的測量方案設計方法 53
3.4.2 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床外部標定的測量方案設計 55
3.5 誤差補償 60
3.5.1 最少參數(shù)線性組合的分步誤差補償方法 60
3.5.2 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床外部標定的誤差補償 61
參考文獻 64
第4章 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床的靜剛度建模與實驗 67
4.1 引言 67
4.2 剛度建模 67
4.2.1 坐標變換 68
4.2.2 滾動直線導軌滑臺系統(tǒng)剛度模型 69
4.2.3 整機剛度模型 73
4.3 驅(qū)動冗余及非冗余并聯(lián)機床剛度模型 74
4.3.1 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床整機剛度 74
4.3.2 非冗余并聯(lián)機床整機剛度 77
4.3.3 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床和非冗余并聯(lián)機床剛度比較 79
4.4 基于ABAQUS 的剛度分析 81
4.5 機床部件對整機剛度的影響 85
4.5.1 曲柄厚度對整機剛度的影響 85
4.5.2 護板截面參數(shù)對整機剛度的影響 86
4.5.3 連桿結(jié)構(gòu)對整機剛度的影響 89
4.5.4 軸承徑向剛度及絲杠剛度對整機剛度的影響 90
4.6 剛度實驗 93
4.6.1 實驗原理及結(jié)果 93
4.6.2 剛度實驗結(jié)果分析 95
參考文獻 98
第5章 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床的逆動力學 100
5.1 引言 100
5.2 基于虛功原理的剛體動力學建模方法 100
5.2.1 偏速度矩陣和偏角速度矩陣 101
5.2.2 剛體上作用力等效規(guī)則 102
5.2.3 動力學模型 103
5.3 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床剛體動力學模型 104
5.3.1 運動部件偏速度矩陣和偏角速度矩陣 104
5.3.2 加速度分析 105
5.3.3 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床動力學模型 106
5.3.4 驅(qū)動力優(yōu)化 108
5.4 動力學操作度 113
5.4.1 動力學操作度評價指標 113
5.4.2 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床動力學操作度 114
5.5 考慮桿件變形的動力學建模方法 115
5.5.1 連桿質(zhì)心加速度分析 116
5.5.2 機構(gòu)受力分析 117
5.5.3 驅(qū)動力優(yōu)化 119
5.5.4 數(shù)值仿真 120
參考文獻 124
第6章 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床的動力學參數(shù)辨識 127
6.1 引言 127
6.2 面向動力學參數(shù)辨識應用的動力學模型 127
6.2.1 基本動力學參數(shù) 127
6.2.2 線性化形式動力學模型 128
6.3 動力學參數(shù)辨識原理 130
6.4 兩步辨識法 133
6.4.1 基本原理 133
6.4.2 激勵軌跡優(yōu)化的評價指標 133
6.4.3 慣性力有關的動力學參數(shù)辨識 134
6.4.4 摩擦力系數(shù)辨識 136
6.5 動力學參數(shù)辨識實驗研究 136
6.5.1 辨識實驗 136
6.5.2 驗證實驗 138
參考文獻 139
第7章 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床的回零方法 141
7.1 引言 141
7.2 機床回零原理 142
7.3 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床回零 144
7.3.1 機床位形對回零的影響 144
7.3.2 回零策略 145
7.3.3 回零實驗 149
參考文獻 150
第8章 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床的控制 152
8.1 引言 152
8.2 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床位置-力控制 152
8.2.1 位置控制 152
8.2.2 位置-力控制 155
8.2.3 位置環(huán)控制器設計 157
8.3 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床位置-力交換控制 161
8.3.1 位置-力控制缺點 161
8.3.2 位置-力交換控制 161
8.3.3 位置補償 163
8.4 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床動力學差分預測控制 166
8.5 控制策略實驗研究 167
8.5.1 控制系統(tǒng)硬件組成 167
8.5.2 控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 170
8.5.3 動力學差分預測控制實驗 174
8.6 驅(qū)動冗余并聯(lián)機床性能評價 175
8.6.1 輪廓誤差實驗 175
8.6.2 位置精度實驗 178
8.6.3 切削實驗 180
參考文獻 182